Ukrainiec na testach w Jagiellonii Białystok

Petrov jest mistrzem Europy do lat-19 z 2009 roku i wychowankiem Dynama Kijów. Obecnie reprezentuje barwy Arsenału Kijów.

Wychowanek Szkoły Piłkarskiej Dynama Kijów, Kyrylo Petrov (182 cm wzrostu, 76 kg wagi) karierę piłkarską rozpoczął w drugiej drużynie Dynama. 9 maja 2010 debiutował w ukraińskiej Premier Lidze w meczu z Metałurhiem Zaporoże. Był to jednak jedyny występ Petrova w najwyższej klasie rozgrywkowej w barwach Dynama.

Po sezonie, latem 2010 roku został wypożyczony do drużyny Krywbasa Krzywy Róg, w którym spędził dwa i pół roku rozgrywając w tym czasie 56. spotkań w Premier Lidze. W styczniu 2013 roku został ponowie wypożyczony, tym razem do zespołu Howerły Użhorod, gdzie spędził rundę wiosenną, występując w 12 spotkaniach.

W czerwcu również na zasadzie wypożyczenia trafił Arsenału Kijów, gdzie jesienią rozegrał tylko 6 spotkań, z czego trzy w pełnym wymiarze czasowym. Po raz ostatni na boisku pojawił się 30 września. Na boisku oprócz pozycji stopera, może również występować jako defensywny pomocnik. Jego kontrakt z Dynamem Kijów obowiązuje do 30 czerwca 2014 roku.